import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;

/**
 * @author yu
 * @date 2025年05月02日 0:01
 * 18.四数之和
 * 给你一个由 n 个整数组成的数组 nums ，和一个目标值 target 。
 * 请你找出并返回满足下述全部条件且不重复的四元组 [nums[a], nums[b], nums[c], nums[d]] （若两个四元组元素一一对应，则认为两个四元组重复）：
 *     0 <= a, b, c, d < n
 *     a、b、c 和 d 互不相同
 *     nums[a] + nums[b] + nums[c] + nums[d] == target
 * 你可以按 任意顺序 返回答案 。
 * 示例 1：
 * 输入：nums = [1,0,-1,0,-2,2], target = 0
 * 输出：[[-2,-1,1,2],[-2,0,0,2],[-1,0,0,1]]
 * 示例 2：
 * 输入：nums = [2,2,2,2,2], target = 8
 * 输出：[[2,2,2,2]]
 */
public class _03_Hashtable_08_18fourSum {
    public static List<List<Integer>> fourSum(int[] nums,int target){
        Arrays.sort(nums);  // 排序数组
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();  // 结果集
        for (int k = 0; k < nums.length; k++) {
            // 剪枝处理
            if (nums[k] > target && nums[k] >= 0) {
                break;	// 此处的break可以等价于return result;
            }
            // 对nums[k]去重
            if (k > 0 && nums[k] == nums[k - 1]) {
                continue;
            }
            for (int i = k + 1; i < nums.length; i++) {
                // 第二级剪枝
                if (nums[k] + nums[i] > target && nums[k] + nums[i] >= 0) {
                    break;	// 注意是break到上一级for循环，如果直接return result;会有遗漏
                }
                // 对nums[i]去重
                if (i > k + 1 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                    continue;
                }
                int left = i + 1;
                int right = nums.length - 1;
                while (right > left) {
                    long sum = (long) nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right];
                    if (sum > target) {
                        right--;
                    } else if (sum < target) {
                        left++;
                    } else {
                        result.add(Arrays.asList(nums[k], nums[i], nums[left], nums[right]));
                        // 对nums[left]和nums[right]去重
                        while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
                        while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;
                        right--;
                        left++;
                    }
                }
            }
        }
        return result;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        // 读取数组元素
        System.out.println("请输入数组元素，用空格分隔：");
        String[] input = scanner.nextLine().split(" ");
        int[] nums = new int[input.length];
        for (int i = 0; i < input.length; i++) {
            nums[i] = Integer.parseInt(input[i]);
        }

        // 读取目标值
        System.out.println("请输入目标值：");
        int target = scanner.nextInt();

        // 调用 fourSum 方法
        List<List<Integer>> result = fourSum(nums, target);

        // 输出结果
        System.out.println(result);

        scanner.close();

    }
}
